跨链技术

跨链技术

分类

主流的跨链技术包括：

1、公证人机制（Notary schemes）；

2、侧链/中继（Sidechains/relays）；

3、哈希锁定（Hash-locking）；

4、分布式私钥控制（Distributed private key control）。

早期跨链技术包括以瑞波和BTC Relay为代表，它们更多关注的是资产转移；现有跨链技术以Polkadot和Cosmos为代表更多关注的是跨链基础设施；新出现的FUSION实现了多币种智能合约，是一种很有应用价值的公有链，在其上可以产生丰富的的跨链金融应用。

瑞波Interledger协议

早在2012年，瑞波实验室提出 Interledger协议旨在连接不同账本并实现它们之间的协同。Interledger协议适用于所有记账系统、能够包容所有记账系统的差异性，该协议的目标是要打造全球统一支付标准，创建统一的网络金融传输的协议。

Interledger协议使两个不同的记账系统可以通过第三方“连接器”或“验证器”互相自由地传输货币。记账系统无需信任“连接器”，因为该协议采用密码算法用连接器为这两个记账系统创建资金托管，当所有参与方对交易达成共识时，便可相互交易。该协议移除了交易参与者所需的信任，连接器不会丢失或窃取资金，这意味着，这种交易无需得到法律合同的保护和过多的审核，大大降低了门槛。同时，只有参与其中的记账系统才可以跟踪交易，交易的详情可隐藏起来，“验证器”是通过加密算法来运行，因此不会直接看到交易的详情。理论上，该协议可以兼容任何在线记账系统，而银行现有的记账系统只需小小的改变就能使用该协议。从而使银行之间可以无需中央对手方或代理银行就可直接交易。

侧链技术：BTC Relay

侧链是以锚定某种原链上的代币为基础的新型区块链，正如美金锚定到黄金。侧链是连接各种链，其它区块链则可以独立存在。但是，现在侧链很难做到在其上建立跨链智能合约，所以很难实现各种金融功能，这正是现有区块链在股票、债券、衍生品等领域尚未取得进展的原因。

BTC Relay是在以太坊基金会支持之下诞生并成长起来的，它被认为是区块链上的第一个侧链。BTC Relay把以太坊网络与比特币网络通过使用以太坊的智能合约连接起来，可以使用户在以太坊上验证比特币交易。它通过以太坊智能合约创建一种小型版本的比特币区块链，但智能合约需要获取比特币网络数据，这还比较难实现去中心化。BTC Relay进行了跨区块链通信的有意义的尝试，打开了不同区块链交流的通道。

中继技术：Polkadot和COSMOS

Polkadot

Polkadot是由原以太坊主要核心开发者推出的公有链。它旨在解决当今两大阻止区块链技术传播和接受的难题：即时拓展性和延伸性。Polkadot计划将私有链/联盟链融入到公有链的共识网络中，同时又能保有私有链/联盟链的原有的数据隐私和许可使用的特性。它可以将多个区块链互相连接。

在Polkadot看来，其它区块链都是平行链，Polkadot为通过中继链（relay-chain）技术能够将原有链上的代币转入类似多重签名控制的原链地址中，对其进行暂时锁定，在中继链上的交易结果将由这些签名人投票决定其是否生效。它还引入了钓鱼人角色对交易进行举报监督。通过Polkadot可以将比特币、以太币等都链接到Polkadot上，从而实现跨链通信。

Polkadot还是以以太坊为主，实现其与私链的互连，并以其他公有链网络为升级目标，最终让以太坊直接与任何链进行通讯。

COSMOS

Cosmos是tendermint团队推出的一个支持跨链交互的异构网络。Cosmos采用的Tendermint共识算法，是一个类似实用拜占庭容错共识引擎，具有高性能、一致性等特点，而且在其严格的分叉责任制保证下，能够防止怀有恶意的参与者做出不当操作。

Cosmos上的第一个空间叫做"Cosmos Hub"。CosmosHub中心是一种多资产权益证明加密货币网络，它通过简单的管理机制来实现网络的改动与更新，还可以通过连接其他空间来实现扩展。

Cosmos 网络的中心及各个空间可以通过区块链间通信（IBC）协议进行沟通，这种协议是针对区块链网络的，类似UDP或TCP网络协议。代币可以安全快速地从一个空间传递到另一个空间，两者之间无需体现汇兑流动性。相反，空间内部所有代币的转移都会通过Cosmos 中心，它会记录每个空间所持有的代币总量。这个中心会将每个空间与其他故障空间隔离开。因为每个人都可以将新空间连接到Cosmos中心，所以Cosmos也可以兼容未来新的区块链。

这一架构解决了当今区块链领域面临的许多问题，包括应用程序互操作性、可扩展性、以及无缝更新性。比如，从 Bitcoind、Go-Ethereum、ZCash或其他区块链系统中衍生出来的空间，都可以接入Cosmos中心。这些空间允许Cosmos实现无限扩展，从而满足全球交易的需求。

哈希锁定技术：Lighting network

Lightning network闪电网络提供了一个可扩展的bitcoin微支付通道网络，它极大提升了比特币网络链外的交易处理能力。交易双方若在区块链上预先设有支付通道，就可以多次、高频、双向地实现快速确认的微支付；双方若无直接的点对点支付通道，只要网络中存在一条连通双方的、由多个支付通道构成的支付路径，闪电网络也可以利用这条支付路径实现资金在双方之间的可靠转移。闪电网络的关键技术是HTLC哈希锁定技术，基本原理如下：Alice和Bob可以达成这样一个协议：协议将锁定Alice的0.1 BTC，在时刻T到来之前（T以未来的某个区块链高度表述），如果Bob能够向Alice出示一个适当的R（称为秘密），使得R的哈希值等于事先约定的值H(R)，Bob就能获得这0.1 BTC；如果直到时刻T过去Bob仍然未能提供一个正确的R，这0.1 BTC将自动解冻并归还Alice。

闪电网络并不试图解决单次支付的问题，其假设是单次支付的金额足够小，即使一方违约另一方的损失也非常小，风险可以承受。因此使用时必须注意“微支付”这个前提。

分布式私钥控制技术WanChain

WanChain万维链也支持主流公有链间的跨链交易，但首先需要完成在万维链上的注册，确保万维链能够对该链进行唯一识别。对于跨链交易，万维链利用多方计算和门限密钥共享方案。当一种未注册资产由原有链转移到万维链上时,万维链节点会使用一个基于协议的内置资产模板,根据跨链交易信息部署新的智能合约创建新的资产。当一种已注册资产由原有链转移到万维链上时,万维链节点会为用户在已有合约中发放相应等值代币,确保了原有链资产在万维链上仍然可以相互交易流通。

万维链通过分布式的方式完成不同区块链账本的连接及价值交换。它采用通用的跨链协议以及记录跨链交易、链内交易的分布式账本，公有链、私有链还是联盟链，均能接入万维链，实现不同区块链账本的连接及资产的跨账本转移。

但是，实现各种链映射到一条链上只是完成了第一步，如果上面的智能合约还是像现在的仅为交易触发，智能合约没办法实现分布式运算和多触发机制，那多币种智能合约能实现仍然是相当有限的功能。